材料物理化學課程教學探索

時間:2022-12-26 02:32:18

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材料物理化學課程教學探索

摘要:《材料物理化學》是材料科學與工程專業(yè)方向中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程注重理論理解與公式推導。該課程的學習將為學生學習材料成形原理提供理論基礎(chǔ)。本文從教學方法、教學模式、教學內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)對《材料物理化學》課程進行教學改革實踐與探索。

關(guān)鍵詞:材料物理化學;教學改革;教學質(zhì)量

《材料物理化學》是材料科學與工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程主要包括物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變、化學反應(yīng)等過程熱力學及動力學特性方面的內(nèi)容?!恫牧衔锢砘瘜W》課程意在使學生從理論角度掌握材料傳輸與成形過程的特性,進而能夠通過理論計算預測材料在特定條件下所表現(xiàn)出的行為,這一課程將為后續(xù)材料成形原理的學習奠定理論基礎(chǔ)。

《材料物理化學》課程為材料成形理論的學習提供重要的理論基礎(chǔ)。然而,現(xiàn)有的教學模式與考核方式往往無法充分調(diào)動學生學習的主動性,間接降低了學生對材料成形原理相關(guān)理論的理解能力。目前,廣泛運用的教學方式主要以教師課堂講授為主,成績考核由試卷分數(shù)和平時成績兩部分來評定學生對課程內(nèi)容的掌握情況。這種教學與考核方式導致學生被動、機械地學習理論知識,阻礙了學生對理論的理解及運用能力,也使教學質(zhì)量處于較低水平。

本文通過對《材料物理化學》課程中教學方法、教學模式、教學內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)進行教學改革,推行課堂講授、啟發(fā)、互動型教學和多媒體立體、形象型教學,結(jié)合課內(nèi)實驗環(huán)節(jié),優(yōu)化考核環(huán)節(jié),強化學生對《材料物理化學》課程的理論理解和運用能力。

一、教學方法改革

1.聯(lián)合教學?!恫牧衔锢砘瘜W》課程重點講述物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變、化學反應(yīng)等過程熱力學及動力學特性方面的內(nèi)容,同時將材料學科中的少部分理論內(nèi)容進行穿插講述。在這種情況下,如果能在講述《材料物理化學》課程部分章節(jié)的過程中穿插相關(guān)專業(yè)課內(nèi)的具體內(nèi)容,有利于學生深入理解物理化學知識,同時學生也對相關(guān)理論在實踐中的運用具有深刻的認識。然而,部分專業(yè)課教師的授課內(nèi)容存在差異,要準確、及時地將相關(guān)教師的授課內(nèi)容對接到《材料物理化學》教學中難度極大。鑒于上述聯(lián)合授課問題,可將《材料物理化學》課程中的部分教學內(nèi)容提前分配給相關(guān)專業(yè)課教師,再由專業(yè)課教師配合實例講解這些理論。這種教學模式將使每位專業(yè)課教師發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢,提高《材料物理化學》理論課教學效果。2.實踐環(huán)節(jié)深化理論教學?!恫牧衔锢砘瘜W》是一門注重理論學習的專業(yè)基礎(chǔ)課,力求通過公式推導過程使學生理解理論的應(yīng)用方法。如果教師在講授理論知識的同時提出相關(guān)的、簡單的工程問題,要求學生依據(jù)理論計算給出解決方案,這種教學模式將能夠充分調(diào)動學生的學習興趣,使學生在計算的過程中進一步加深理論知識的理解。這種教學方法還可要求學生在理論課程進行的同時,通過查閱資料設(shè)置具有理論分析性的簡單實驗并進行理論計算與分析,由此加深《材料物理化學》課程基礎(chǔ)知識的理解。

二、教學模式改革

1.多媒體與板書教學相結(jié)合。在《材料物理化學》課程教學的過程中,板書教學方式存在繪圖、書寫占用時間長,形象性弱、無動態(tài)性講述等問題,無法實現(xiàn)抽象知識點的形象教學,教學效果不理想。多媒體教學方式通過形象、生動的圖形、圖片、動畫等具體信息將抽象理論形象化,這種方式相對減少了教師完成板書的時間,增加了講解的時間,同時也為師生交流和學生獨立思考留出充分的時間,為啟發(fā)式教學提供了基本條件。由此,在《材料物理化學》課程教學的過程中,應(yīng)設(shè)置多媒體教學方式為主體教學方法并將板書教學設(shè)置為輔助教學方法,最終實現(xiàn)兩種教學方式相結(jié)合的教學模式。2.啟發(fā)推動互動型教學。理論抽象、公式多而復雜是《材料物理化學》課程的主要特點。在目前的教學過程中,教師一般先要求學生觀看屏幕上的概念,然后對其含義進行簡單解釋。之后,播放視頻、動畫等多媒體文件對相關(guān)概念進一步的講解。相對于傳統(tǒng)的板書教學,盡管這種教學方式的教學效果具有很大提升,但這種方式仍屬于灌輸式教學。本文作者依據(jù)自己目前應(yīng)用的教學方式對以往教學模式進行了優(yōu)化。例如,在屏幕上給出與理論概念相關(guān)的部分內(nèi)容,同時展示與理論概念相關(guān)的圖片、動畫或視頻。屏幕上不完整的概念將激發(fā)學生的學習興趣。屏幕上的圖片、動畫或視頻將對不完整概念進行總體、形象的解釋,缺少的文字內(nèi)容是概念中的關(guān)鍵,學生在經(jīng)歷從抽象到形象的學習與思考過程后,缺少的文字內(nèi)容最后顯示出來。在這種教學方式中,學生通過觀察、分析和推理依據(jù)已知概念來學習未知概念。任課教師在互動型教學模式中應(yīng)針對關(guān)鍵知識點對學生進行提示和啟發(fā)。

三、教學內(nèi)容改革

《材料物理化學》課程注重概念理解及公式推導,為了強化學生對所學知識的理解,可設(shè)置開放性實驗室,鼓勵學生自主設(shè)計與理論課相關(guān)聯(lián)的創(chuàng)新性實驗。在這一環(huán)節(jié)中,學生如遇到難于理解的課堂內(nèi)容,便可查閱資料并設(shè)計相關(guān)實驗,在實驗的過程中消化課堂內(nèi)容,同時也強化了實踐能力。另外,任課教師也可依據(jù)《材料物理化學》的教學內(nèi)容查找與之相關(guān)的科研課題并聯(lián)系該課題的主持教師,鼓勵學生參與相關(guān)科研課題或參加大學生科技創(chuàng)新項目。這種理論教學與科研實踐相結(jié)合的方式,不僅可以提高學生對課堂理論的理解能力,還可提高學生的創(chuàng)新能力。

四、考核方式優(yōu)化

目前,《材料物理化學》課程的考核方式多采用閉卷考試,這種方式使學生機械記憶知識點來通過考試,學生的理論應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力無法在考核成績中充分體現(xiàn)。由此,筆者認為可運用復合考試方式進行考核,即設(shè)置70分閉卷考試內(nèi)容來考查學生對課堂理論知識的掌握程度;設(shè)置30分開卷考試內(nèi)容來考查學生對于理論知識的應(yīng)用能力。

五、結(jié)束語

《材料物理化學》課程已經(jīng)過四屆學生的教學過程,筆者認為上述教學方法、教學手段和教學內(nèi)容等方面的改進取得了明顯效果,學生對基本理論的理解能力有所提高。此外,這種教學方式也培養(yǎng)了學生的分析和解決問題的能力。

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作者:易大偉 孫萬昌 師玉璞 田愛芬 張菊梅 單位:西安科技大學材料科學與工程學院